Rappelez-vous le millénaire? Peut-être que tu es trop jeune. (Ou peut-être que vous êtes juste allé à une meilleure fête que moi.) En plus de gaspiller des sommes d'argent stupides en construisant des dômes stupides, l'une des meilleures idées que beaucoup de gens ont eues était la création de millenium banques de graines et comme moyen d'assurer la prospérité (et les ventres pleins) des générations futures en préservant le germoplasme des espèces végétales dans un stockage à long terme. Et pour les plantes à fleurs, cela signifie des graines. Mais que se passe-t-il si, lorsque nous en avons vraiment besoin à un moment donné dans le futur, les graines ne poussent pas ?
Les graines stockées pendant des périodes prolongées sont soumises à de graves dommages oxydatifs, causés par l'accumulation progressive d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et cette perte de viabilité des graines et une germination réduite représentent les conséquences indésirables du vieillissement. Les facteurs importants de la longévité des graines sont le niveau de dommages à l'ADN et la réponse de réparation de l'ADN, la quantité d'antioxydants non enzymatiques et l'activité des enzymes éliminant les ROS. Afin de préserver la viabilité élevée des graines à l'étape de pré-émergence, les fonctions de réparation de l'ADN et les activités antioxydantes globales doivent être maintenues à un niveau approprié dans l'embryon. Différentes voies de réparation de l'ADN sont activées au cours de la phase précoce d'imbibition des graines. La capacité à effectuer le piégeage des ROS, exprimée par le potentiel antioxydant des graines, est une exigence essentielle pour résister au stress et améliorer la germination. Les systèmes antioxydants cellulaires empêchent l'attaque des ROS, mais lorsque la production de ROS dépasse la capacité de la machinerie antioxydante, une lésion oxydative se produit.
Des facteurs tels que la température et l'humidité sont positivement corrélés au vieillissement des graines et doivent être strictement contrôlés lors de la manipulation des graines pour une conservation à long terme dans les banques de graines. À ce jour, les tests de germination représentent la méthode la plus fiable pour évaluer la viabilité des semences, bien qu'il s'agisse d'une opération longue et laborieuse. De nouvelles méthodes peu coûteuses et tout aussi fiables sont nécessaires, ce qui pourrait accélérer l'analyse de la viabilité des semences. Des marqueurs moléculaires et biochimiques du vieillissement des semences pourraient être utilisés à ces fins. Une compréhension plus approfondie du réseau complexe d'événements moléculaires qui contrôlent la longévité des graines est cependant nécessaire afin de sélectionner des marqueurs appropriés fournissant des informations sur la détérioration et le potentiel de germination des stocks de graines collectés pour le stockage en banque.
Un nouveau papier Annals of Botany étudie des marqueurs fiables de la détérioration des semences. La réponse aux dommages à l'ADN induits par le vieillissement artificiel a été comparée chez des graines de Silene vulgaris et S. acaulis habitant des endroits à basse et haute altitude du nord de l'Italie. Des enquêtes antérieures ont démontré que ces espèces diffèrent dans la longévité des graines, ce qui en fait des candidats utiles pour évaluer de nouveaux marqueurs de détérioration des graines. Une enquête approfondie qui comprenait les profils d'accumulation de ROS, la capacité antioxydante et la longueur des télomères a été réalisée, en se concentrant principalement sur les graines sèches et les graines soumises à la réhydratation. Un impact positif des résultats rapportés pourrait être envisagé dans un délai relativement court, car des suggestions spécifiques peuvent être dérivées pour améliorer le protocole de réhydratation des graines provenant d'un emplacement à haute altitude.
Profilage de l'ADN, analyse des télomères et propriétés antioxydantes comme outils de surveillance de la longévité des graines ex situ. (2013) Annals of Botany 111 (5): 987-998. doi : 10.1093/aob/mct058
Le test de germination représente actuellement la méthode la plus utilisée pour évaluer la viabilité des semences dans les banques de germoplasme, malgré les difficultés causées par l'apparition de la dormance des semences. De plus, la longévité des graines peut varier considérablement selon les espèces et les populations de différents environnements, et les études liées aux processus éco-physiologiques sous-jacents à ces variations sont encore limitées dans leur profondeur. L'objectif de ce travail était l'identification de marqueurs moléculaires fiables qui pourraient aider à surveiller la détérioration des semences. Les graines sèches ont été soumises à un vieillissement artificiel et collectées à différents moments pour des analyses moléculaires/biochimiques. Les dommages à l'ADN ont été mesurés à l'aide de l'approche RAPD (ADN polymorphe amplifié au hasard), tandis que le profil antioxydant des graines a été obtenu à l'aide du test DPPH (1,1-diphényl, 2-picrylhydrazyl) et de la méthode du réactif de Folin – Ciocalteu. La résonance paramagnétique électronique (RPE) a fourni des profils de radicaux libres. La réaction quantitative en chaîne par polymérase en temps réel (QRT-PCR) a été utilisée pour évaluer les profils d'expression des gènes antioxydants MT2 (métallothionéine de type 2) et SOD (superoxyde dismutase). Un protocole QRT-PCR modifié a été utilisé pour déterminer la longueur des télomères. Les profils RAPD ont mis en évidence les différentes capacités des deux Silene espèces pour surmonter les dommages à l'ADN induits par le vieillissement artificiel. Les profils antioxydants des graines sèches et réhydratées ont révélé que le taxon de haute altitude Silène acaulis se caractérise par une activité spécifique antioxydante plus faible. Une régulation positive significative des gènes MT2 et SOD n'a été observée que dans les graines réhydratées des espèces de basse altitude. La réhydratation a entraîné un allongement des télomères dans les deux Silene espèces. Différents marqueurs de viabilité des graines ont été sélectionnés pour les espèces végétales présentant une variation inhérente de la longévité des graines. L'analyse RAPD, la quantification de l'activité redox des composés antioxydants non enzymatiques et le profilage de l'expression génique fournissent des informations plus approfondies pour étudier la viabilité des graines pendant le stockage. L'allongement des télomères est un outil prometteur pour discriminer les espèces à vie courte et longue.
